KR101319963B1 - 물 에멀전 연료 드레인 재이용 장치를 구비한 기관 시스템 - Google Patents

물 에멀전 연료 드레인 재이용 장치를 구비한 기관 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR101319963B1
KR101319963B1 KR1020127016212A KR20127016212A KR101319963B1 KR 101319963 B1 KR101319963 B1 KR 101319963B1 KR 1020127016212 A KR1020127016212 A KR 1020127016212A KR 20127016212 A KR20127016212 A KR 20127016212A KR 101319963 B1 KR101319963 B1 KR 101319963B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fuel
drain
water emulsion
emulsion fuel
circulation line
Prior art date
Application number
KR1020127016212A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120084814A (ko
Inventor
타케시 토요다
코키 카카무
Original Assignee
카와사키 주코교 카부시키 카이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 카와사키 주코교 카부시키 카이샤 filed Critical 카와사키 주코교 카부시키 카이샤
Publication of KR20120084814A publication Critical patent/KR20120084814A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101319963B1 publication Critical patent/KR101319963B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M31/00—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture
    • F02M31/02—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating
    • F02M31/16—Other apparatus for heating fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/022—Adding fuel and water emulsion, water or steam
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B47/00—Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines
    • F02B47/02—Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines the substances being water or steam
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0639—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels
    • F02D19/0649—Liquid fuels having different boiling temperatures, volatilities, densities, viscosities, cetane or octane numbers
    • F02D19/0657—Heavy or light fuel oils; Fuels characterised by their impurities such as sulfur content or differences in grade, e.g. for ships
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/12—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with non-fuel substances or with anti-knock agents, e.g. with anti-knock fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/022—Adding fuel and water emulsion, water or steam
    • F02M25/0221—Details of the water supply system, e.g. pumps or arrangement of valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/022—Adding fuel and water emulsion, water or steam
    • F02M25/0228—Adding fuel and water emulsion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M43/00—Fuel-injection apparatus operating simultaneously on two or more fuels, or on a liquid fuel and another liquid, e.g. the other liquid being an anti-knock additive
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/0047—Layout or arrangement of systems for feeding fuel
    • F02M37/0064—Layout or arrangement of systems for feeding fuel for engines being fed with multiple fuels or fuels having special properties, e.g. bio-fuels; varying the fuel composition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/0047—Layout or arrangement of systems for feeding fuel
    • F02M37/007—Layout or arrangement of systems for feeding fuel characterised by its use in vehicles, in stationary plants or in small engines, e.g. hand held tools
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M55/00—Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/02—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type
    • F02M59/10—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type characterised by the piston-drive
    • F02M59/102—Mechanical drive, e.g. tappets or cams
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)

Abstract

연료 분사 펌프 장치의 드레인 포트에서 배출되는 물 에멀전 연료 드레인을, 비교적 짧은 저장시간에 순환 라인으로 되돌려 물 에멀전 연료로서 재이용함. 물 에멀전 연료가 순환되는 순환 라인(17)과, 순환 라인(17)에서 물 에멀전 연료가 공급되는 연료 입구(32), 및 물 에멀전 연료를 순환 라인(17)으로 되돌리는 연료 출구(41)를 구비한 연료 분사 펌프 장치(15)와, 연료 분사 펌프 장치(15)에 의해 물 에멀전 연료가 공급되는 기관 본체(29)를 구비하는 기관 시스템(11)에 있어서, 연료 분사 펌프 장치(15)의 드레인 포트(16)에서 배출되는 물 에멀전 연료 드레인을 저장하기 위한 물 에멀전 연료 드레인 저장 탱크(52)와, 드레인 저장 탱크(52)에 저장되어 있는 물 에멀전 연료 드레인을 순환 라인(17)으로 되돌리기 위한 제2 리턴 라인(54) 및 드레인 주입 펌프(55)를 구비한다.

Description

물 에멀전 연료 드레인 재이용 장치를 구비한 기관 시스템{ENGINE SYSTEM WITH REUSE DEVICE FOR WATER EMULSION FUEL DRAIN}
본 발명은, 고정용 또는 이동용, 특히 선박용 디젤(diesel) 기관 본체에 물 에멀전(emulsion) 연료를 공급하는 연료 분사 펌프 장치(fuel injection pump device)에서 배출되는 물 에멀전 연료 드레인 (drain)을 재이용할 수 있는 물 에멀전 연료 드레인 재이용 장치를 구비한 기관 시스템(system)에 관한 것이다.
내연 기관의 배기 중의 NOx 삭감 기술로서, 연료유에 물을 혼합하고 교반하여 얻어지는 물 에멀전 연료가 있다. 물 에멀전 연료는, 내연 기관의 연료로서 사용하여 배기 중의 NOx 성분을 감소시킬 수 있는 것이 일반적으로 확인되어 있고, 선박용 디젤 기관에도 적용이 가능하다.
그리고 선박용 디젤 기관에서는, C 중유를 연료유로서 사용할 수 있고, 물 에멀전 연료를 사용할 경우, 기초가 되는 연료유로서 상기 C 중유를 사용할 수 있다.
그런데, 예를 들면, 물과 혼합되어 있지 않은 C 중유를 연료유로서 사용하는 선박용 디젤 기관에서는, 일반적으로 디젤 기관이 구비하고 있는 연료 분사 펌프 장치에서 배출되는 C 중유 드레인이, 먼저 연료 드레인 저장 탱크에 일시적으로 저장된다. 그리고 저장되는 C 중유 드레인이 연료 드레인 저장 탱크에 어느 정도 모였을 때, C 중유 드레인을 연료 공급 라인으로 되돌려 재이용하고 있다.
C 중유 드레인이란, 예를 들면 디젤 기관에 공급되는 연료유로서의 C 중유가, 연료 분사 펌프 장치의 플런저(plunger)의 외주면과, 배럴(barrel)의 내주면 사이의 간극(슬라이딩면)에 공급되어 윤활유로서 사용되고 배출된 것이다.
그러나, C 중유(연료유)와 물을 혼합하여 얻어진 물 에멀전 연료를 선박용 디젤 기관에 사용할 경우에, 연료 분사 펌프 장치에서 배출되는 물 에멀전 연료 드레인을 상기와 같이 연료 드레인 저장 탱크에 모아 두면, 연료 드레인 저장 탱크 안에 물 에멀전 연료 드레인이 장시간 방치되고, 물과 C 중유가 분리되어 성상이 악화되는 경우가 있다. 그 결과로 연료 분사 펌프 장치에서 배출되는 물 에멀전 연료 드레인을 재이용할 수 없다는 문제가 있다.
종래의 물 에멀전 연료 공급 시스템으로서, 연료 분사 펌프 장치 및 연료 분사 밸브가 물 에멀전 연료의 순환 라인에 설치되고, 이 연료 분사 펌프 장치에 의해 분사된 물 에멀전 연료가, 연료 분사 밸브를 통하여 디젤 기관 본체로 분사되는 것이 있다(예를 들면 특허문헌 1 참조.). 여기서, 연료 분사 펌프 장치 및 연료 분사 밸브 각각에는, 순환 라인과 접속하는 연료 입구 및 연료 출구가 마련되어 있다.
나아가, 종래의 디젤 기관의 연료 공급 장치로서, 연료 분사 펌프 장치가 물 에멀전 연료의 순환 라인에 설치되고, 이 연료 분사 펌프 장치에 의해 분사된 물 에멀전 연료가, 연료 분사 펌프 장치에 접속되어 있는 연료 분사 밸브를 통하여 디젤 기관 본체에 분사되는 것이 있다(예를 들면 특허문헌 2 참조.). 여기서 연료 분사 펌프 장치에는, 순환 라인과 접속하는 연료 입구 및 연료 출구가 마련되어 있다.
특허문헌 1: 일본특허공개 특개 2002-4949호 공보 특허문헌 2: 일본특허공개 특개평 8-246961호 공보
그러나, 상기 특허문헌 1에 기재되어 있는 물 에멀전 연료 공급 시스템에서는, 연료 분사 밸브에 공급된 물 에멀전 연료 중에서 연료 분사 밸브에서 디젤 기관 본체로 분사되지 않고 남은 물 에멀전 연료를 순환 라인으로 되돌려주도록 되어 있지만, 연료 분사 펌프 장치에서 물 에멀전 연료 드레인이 배출되는 경우에는 그 연료 드레인을 어떻게 취급하는지에 대해서는 언급되어 있지 않다.
그리고, 상기 특허문헌 2에 기재되어 있는 디젤 기관의 연료 공급 장치에서도, 연료 분사 펌프 장치에 공급된 물 에멀전 연료 중에서 연료 분사 펌프 장치에서 연료 분사 밸브에 분사되지 않고 남은 물 에멀전 연료를 순환 라인으로 되돌리도록 되어 있지만, 연료 분사 펌프 장치에서 배출되는 물 에멀전 연료 드레인을 어떻게 취급하는지에 대해서는 언급되어 있지 않다.
본 발명은, 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 연료 분사 펌프 장치의 드레인 포트(port)에서 배출되는 물 에멀전 연료 드레인을, 비교적 짧은 저장 시간에 안에 순환 라인으로 되돌려 물 에멀전 연료로 재이용할 수 있는 물 에멀전 연료 드레인 재이용 장치를 구비한 기관 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 물 에멀전 연료 드레인 재이용 장치를 구비한 기관 시스템은, 연료유와 물을 믹서(mixer)로 혼합하여 얻어진 물 에멀전 연료가 순환되는 순환 라인과, 상기 순환 라인에 접속되어, 상기 순환 라인에서 물 에멀전 연료가 공급되는 연료 입구 및 물 에멀전 연료를 상기 순환 라인으로 되돌리기 위한 연료 출구를 구비한 연료 분사 펌프 장치와, 상기 연료 분사 펌프 장치에 의해 물 에멀전 연료가 공급되는 기관 본체와, 상기 연료 분사 펌프 장치의 드레인 포트에서 배출되는 물 에멀전 연료 드레인을 저장하기 위한 물 에멀전 연료 드레인 저장 탱크와, 상기 물 에멀전 연료 드레인 저장 탱크에 저장되어 있는 물 에멀전 연료 드레인을 상기 순환 라인으로 되돌리기 위한 리턴(return) 라인, 및 이 리턴 라인에 접속되어 있는 드레인 주입 펌프(drain charging pump)를 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에 따른 물 에멀전 연료 드레인 재이용 장치를 구비한 기관 시스템에 따르면, 연료유와 물을 믹서로 혼합하여 얻어진 물 에멀전 연료를 순환 라인에서 순환시킬 수 있다. 그리고 이 순환 라인을 순환하는 물 에멀전 연료는, 연료 분사 펌프 장치의 연료 입구로 유입하고, 이 연료 분사 펌프 장치에 의해 기관 본체로 공급되어 기관 본체를 구동시킬 수 있다. 단, 연료 분사 펌프 장치의 연료 입구로 유입한 물 에멀전 연료 중 기관 본체로 공급되지 않고 남은 물 에멀전 연료는, 연료 분사 펌프 장치의 연료 출구에서 유출하여 순환 라인으로 되돌려진다.
또한, 연료 분사 펌프 장치의 드레인 포트에서 배출되는 물 에멀전 연료 드레인은, 물 에멀전 연료 드레인 저장 탱크에 저장할 수 있다. 그리고 상기 물 에멀전 연료 드레인 저장 탱크에 저장되어 있는 물 에멀전 연료 드레인을, 드레인 주입 펌프에 의해 리턴 라인을 통하여 순환 라인으로 되돌려질 수 있다.
또한, 물 에멀전 연료 드레인을 같은 저장 탱크에 모아 두지 않고 직접 순환 라인으로 되돌리는 것을 하지 않는 것은, 해당 드레인은 대기(大氣)에 해방되어 있는 반면 순환 라인은 고압으로 유지되어 있기 때문에 같은 드레인을 같은 저장 탱크에 저장하여 압송할 필요가 있기 때문이다.
이와 같이 하여, 연료 분사 펌프 장치의 드레인 포트에서 배출되는 물 에멀전 연료 드레인을, 비교적 짧은 저장시간 만에 순환 라인으로 되돌려져 물 에멀전 연료로서 재이용할 수 있다.
본 발명에 따른 물 에멀전 연료 드레인 재이용 장치를 구비한 기관 시스템에 있어서, 상기 리턴 라인은, 물 에멀전 연료 드레인을, 상기 순환 라인에 접속되어 있는 상기 믹서 또는 이 믹서보다 상류 측으로 되돌리도록 구성될 수 있다.
이와 같이 하면, 연료 분사 펌프 장치의 드레인 포트에서 배출된 물 에멀전 연료 드레인을, 순환 라인에 접속되어 있는 믹서 또는 상기 믹서보다 상류 측으로 되돌릴 수 있으므로 물 에멀전 연료 드레인에서 물과 연료유의 분리가 발생하였다고 하더라도 그 분리의 정도가 소정량 이하이면, 물 에멀전 연료 드레인을 믹서에 의해 교반하여 연료로서의 품질 향상을 도모할 수 있다. 이로써 분리가 발생한 물 에멀전 연료 드레인을 적절한 혼합 상태로 하여 기관 본체로 공급할 수 있다.
본 발명에 따른 물 에멀전 연료 드레인 재이용 장치를 구비한 기관 시스템에 있어서, 상기 순환 라인에는, 물이 혼합되어 있지 않은 통상 연료 및 물 에멀전 연료 중 소망하는 연료가 순환되고, 상기 연료 분사 펌프 장치는, 상기 순환 라인을 순환하는 물이 혼합되어 있지 않은 통상 연료 또는 물 에멀전 연료를, 상기 기관 본체로 공급할 수 있고, 상기 연료 분사 펌프 장치의 드레인 포트에서 배출되는 통상 연료 드레인을 저장하기 위한 통상 연료 드레인 저장 탱크와, 상기 연료 분사 펌프 장치의 드레인 포트에서 배출되는 통상 연료 드레인 및 물 에멀전 연료 드레인의 이송처를, 상기 통상 연료 드레인 저장 탱크 및 상기 물 에멀전 연료 드레인 저장 탱크 중 대응하는 저장 탱크로 절환할 수 있는 절환부를 더 구비한 것으로 할 수 있다.
이와 같이 하면, 순환 라인을 순환하는 물 에멀전 연료 또는 통상 연료가, 연료 분사 펌프 장치에 의해 기관 본체로 공급되어 있는 경우에는, 상기 연료 분사 펌프 장치의 드레인 포트에서 배출되는 물 에멀전 연료 드레인 또는 통상 연료 드레인을, 물 에멀전 연료 드레인 저장 탱크 및 통상 연료 드레인 저장 탱크 중 대응하는 드레인 저장 탱크로 이송할 수 있도록, 절환부를 절환할 수 있다. 이로써 물 에멀전 연료 드레인이 장기간 저장되어 성상 변화를 일으키는 것을 방지할 수 있고, 다른 종류의 연료가 혼합하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 물 에멀전 연료 드레인 재이용 장치를 구비한 기관 시스템에 있어서, 상기 물 에멀전 연료 드레인 저장 탱크에 저장된 물 에멀전 연료 드레인의 양을 검출하고, 해당 물 에멀전 연료 드레인의 양이 소정 이상으로 되었을 때에, 상기 드레인 주입 펌프를 구동시키기 위한 드레인 센서(drain sensor)를 더 구비하도록 할 수 있다.
이와 같이 하면, 드레인 센서는, 물 에멀전 연료 드레인 저장 탱크에 저장된 물 에멀전 연료 드레인의 양을 검출할 수 있어 해당 물 에멀전 연료 드레인의 양이 소정 이상으로 되었을 때에, 드레인 주입 펌프를 구동시킬 수 있다. 이로써 물 에멀전 연료 드레인 저장 탱크 내에 저장되는 물 에멀전 연료 드레인의 양을 관리할 수 있어 비교적 짧은 저장시간에 확실하게 순환 라인으로 되돌려 물 에멀전 연료로서 재이용할 수 있다.
본 발명에 따른 물 에멀전 연료 드레인 재이용 장치를 구비한 기관 시스템에 있어서, 상기 기관 본체를, 디젤 기관 본체로 할 수 있다.
이와 같이 하면, 물 에멀전 연료 드레인 재이용 장치를 디젤 기관에 적용할 수 있다.
본 발명에 따른 물 에멀전 연료 드레인 재이용 장치를 구비한 기관 시스템에 따르면, 연료 분사 펌프 장치의 드레인 포트에서 배출되는 물 에멀전 연료 드레인을 비교적 짧은 저장시간 안에 순환 라인으로 리턴할 수 있도록 구성하였으므로 물 에멀전 연료 드레인의 물과 연료유로의 분리가 진행되어 사용 불가능하게 되기 전에, 물 에멀전 연료 드레인을 물 에멀전 연료로서 재이용할 수 있어 경제적이다. 따라서 연료인 천연자원을 유효하게 이용하는데 기여할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 물 에멀전 연료 드레인 재이용 장치를 구비한 기관 시스템을 도시한 회로도이다.
도 2는, 동 실시예에 따른 동 기관 시스템이 구비하는 연료 분사 펌프 장치를 도시한 부분 확대 종단면도이다.
이하, 본 발명에 따른 물 에멀전 연료 드레인 재이용 장치를 구비한 기관 시스템(이하, 간단하게 「기관 시스템」이라고 하는 경우도 있다.)의 일 실시예를, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다. 기관 시스템(11)은, 도 1에 도시된 바와 같이 연료 공급 장치(13)와, 상기 연료 공급 장치(13)에 의해 연료가 공급되는 디젤 기관(14)과, 물 에멀전 연료 드레인 재이용 장치(12)를 구비하고 있다.
물 에멀전 연료 드레인 재이용 장치(12)는, 디젤 기관(14)이 구비한 연료 분사 펌프 장치(15)의 드레인 포트(16)에서 배출되는 물 에멀전 연료 드레인(펌프 드레인)을, 연료 공급 장치(13)가 구비한 순환 라인(17)으로 되돌릴 수 있다.
연료 공급 장치(13)는, 도 1에 도시된 바와 같이 제1 연료 탱크(18)에 저장되어 있는 제1 연료유와, 물 탱크(19)에 저장되어 있는 물을 믹서(mixer)(20)로 혼합하여 얻어진 물 에멀전 연료를 순환 라인(17)으로 순환시키고, 순환 라인(17)을 순환하는 물 에멀전 연료를 순환 라인(17)에 접속하는 디젤 기관(14)으로 공급할 수 있다.
또한, 연료 공급 장치(13)는, 물 탱크(19)에 저장되어 있는 물을 믹서(20)에 공급하지 않고 제1 연료 탱크(18)에 저장되어 있는 제1 연료유만을 믹서(20)로 공급하고, 제1 연료유를 순환 라인(17)으로 순환시켜 디젤 기관(14)에 공급할 수도 있다.
제1 연료 탱크(18)는, 제1 연료유를 저장할 수 있고, 히터(21)가 구비되어 있어, 히터(21)에 의해 제1 연료 탱크(18) 내의 제1 연료유를 예를 들면 약 80℃로 가열할 수 있도록 되어 있다. 그리고, 제1 연료유는, 예를 들면 C 중유이다.
연료 공급 펌프(P1)는 제1 연료 탱크(18) 내의 제1 연료유를 믹서(20)로 공급함과 아울러 순환 라인(17) 내의 물 에멀전 연료 등의 연료에 소정의 압력을 부여할 수 있다. 또한, 연료 공급 펌프(P1)는 제1 연료 탱크(18)의 출구와, 믹서(20)의 제1 입구를 접속하는 연료 공급 라인(배관)(22)의 중간에 설치되어 있다. 또한, 연료 공급 펌프(P1)는, 도시하지 않은 전기식 모터(motor)로 구동되도록 구성되어 있다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 연료 공급 라인(22)의 중간이며 연료 공급 펌프(P1)의 하류 측에, 체크 밸브(check valve)(23)가 설치되어 있다. 이 체크 밸브(23)는, 제1 연료유 및 순환 라인(17) 내의 물 에멀전 연료 등의 연료가 믹서(20) 측(순환 라인(17) 측)에서 제1 연료 탱크(18) 측으로 역류하는 것을 방지한다.
도 1에 도시된 물 탱크(19)는 물을 저장할 수 있으며, 물 탱크(19)의 출구에 물 공급 펌프(P2)가 접속되어 있다.
물 공급 펌프(P2)는 물 탱크(19) 내의 물을 믹서(20)로 공급할 수 있고, 물 탱크(19)의 출구와 믹서(20)의 제2 입구를 접속하는 물 공급 라인(배관)(24)의 중간에 설치되어 있다. 그리고, 물 공급 펌프(P2)는, 도시하지 않은 전기식 모터로 구동되도록 구성되어 있다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 물 공급 라인(24)의 중간이며 물 공급 펌프(P2)의 하류 측에, 히터(25) 및 체크 밸브(26)가 순서대로 설치되어 있다. 히터(25)는 물 공급 라인(24) 안을 통과하는 물을 예를 들면 약 90℃로 가열할 수 있도록 되어 있다. 그리고 체크 밸브(26)는, 물과 순환 라인(17) 내의 물 에멀전 연료 등의 연료가 믹서(20) 측(순환 라인(17) 측)에서 물 탱크(19) 측으로 역류하는 것을 방지한다.
다음으로, 도 1에 도시된 순환 라인(17)에 대하여 설명한다. 순환 라인(17)은 고리형으로 접속된 배관으로 형성되고, 물 에멀전 연료 등의 연료가 순환 라인(17)을 반시계 방향으로 흐르도록 구성되어 있다. 순환 라인(17)에 의해, 순환 라인(17)을 순환하는 물 에멀전 연료 등의 연료를 순환 라인(17)에 접속하는 디젤 기관(14)으로 공급할 수 있다. 순환 라인(17)에는, 믹서(20), 연료 순환 펌프(P3), 히터(27), 디젤 기관(14) 및 리턴 챔버(28)가 설치되어 있다.
이와 같이 순환 라인(17)을 설치하는 것은, 디젤 기관(14)의 출력 변동 등으로 인한 연료 소비량의 변화로 연료 라인에 맥동이 생기지 않도록, 소비량 이상의 연료를 상시 연료 라인으로 공급할 필요가 있기 때문이다.
믹서(20)는, 연료 공급 펌프(P1)에 의해 공급되어 오는 제1 연료유와, 물 공급 펌프(P2)에 의해 공급되어 오는 물을 혼합하여 교반함으로써 물 에멀전 연료를 만들 수 있다. 믹서(20)에서 만들어진 물 에멀전 연료는, 믹서(20)의 하류에 설치되어 있는 연료 순환 펌프(P3)로 공급된다.
연료 순환 펌프(P3)는, 순환 라인(17) 내의 물 에멀전 연료 등의 연료를 소정의 압력으로 승압하여 순환시킬 수 있고, 연료 순환 펌프(P3)는, 도시하지 않은 전기식 모터로 구동되도록 구성되어 있다.
히터(72)는, 연료 순환 펌프(P3)에서 토출되어 오는 물 에멀전 연료 등의 연료를 예를 들면 150℃로 가열할 수 있도록 되어 있다.
리턴 챔버(28)는, 디젤 기관(14)에서 소비되지 않은 물 에멀전 연료 등의 연료를, 순환 라인(17)을 통하여 믹서(20)로 되돌리기 위하여 설치된 룸(room)이다.
덧붙이면, 도 1에 도시된 연료 공급 펌프(P1) 및 물 공급 펌프(P2) 각각의 토출압은, 예를 들면 약 0.6㎫이고, 연료 순환 펌프(P3)의 토출압은, 예를 들면 약 1.2㎫이다. 그리고 히터(21)에 의해 가열된 제1 연료유의 온도는, 예를 들면 약 80℃이고, 히터(25)에 의해 가열된 물의 온도는, 예를 들면 약 90℃이다. 그리고 히터(27)에 의해 가열된 물 에멀전 연료 등의 연료의 온도는, 예를 들면 약 150℃이다.
도 1에 도시된 디젤 기관(엔진(engine))(14)은, 고정용 또는 이동용 디젤 기관이고, 본 실시예에서는, 선박용 디젤 기관이다.
디젤 기관(14)은 순환 라인(17)에 접속되고, 물 에멀전 연료 등의 연료가 공급되도록 구성되어 있다. 또한, 디젤 기관(14)에는 연료 분사 펌프 장치(15)가 설치되고, 연료 분사 펌프 장치(15)는 순환 라인(17)에서 공급되는 물 에멀전 연료 등의 연료를 소정의 분사 압력까지 승압하여 디젤 기관(14)의 도시하지 않은 연료 분사 밸브에서 기관 본체(디젤 기관 본체)(29)에 형성되어 있는 기관의 연소실에 분사할 수 있는 것이다.
도 2는, 연료 분사 펌프 장치(15)를 도시한 부분 확대 종단면도이다. 연료 분사 펌프 장치(15)는, 펌프 본체(30)와 펌프 구동 장치(31)를 구비하고 있다.
도 2에 도시된 펌프 본체(30)에는, 순환 라인(17)에 접속하는 연료 입구(32)에서 물 에멀전 연료와, 물이 혼합되어 있지 않은 C 중유 등의 각종 연료가 공급된다. 연료 입구(32)에 공급되는 연료는 통로(33)를 통과하여 밸브실(34)로 유입하고, 제어 밸브(35)가 개폐 동작함에 따라 공급실(36)로 공급된다. 공급실(36)에 공급된 연료는, 플런저(37)가 승강 이동함에 따라 소정의 분사압력까지 승압되어 통로(38) 및 토출구(39)를 통과하여 도시하지 않은 연료 분사 밸브에서 기관 본체(29)의 연료실에 분사된다.
그리고 연료 입구(32)에서 펌프 본체(30)로 공급된 물 에멀전 연료 등의 연료 중 기관 본체(29)로 공급되지 않고 남은 물 에멀전 연료 등의 연료는, 펌프 본체(30)의 배출실(40) 및 연료 출구(41)를 통과하여 도 1에 도시된 순환 라인(17)으로 되돌려진다.
또한, 도 2에 도시된 플런저(37)는, 가늘고 긴 대략 원주 형상의 것이고, 대략 원통 형상의 배럴(barrel)(42) 내에서 그 내공(內孔)의 축방향으로 자유 이동 가능하게 장착되어 있다. 그리고 배럴(42)은, 대략 원통 형상의 펌프 케이스(pump case)(43) 내에 수용되고, 펌프 케이스(43)에는, 연료 입구(32) 및 연료 출구(41)가 형성되어 있다. 또, 펌프 케이스(43)의 상단부에는, 헤드(head)(44)가 설치되고, 헤드(44)에 복수의 토출구(39)가 형성되어 있다.
다음에, 도 2에 도시된 펌프 본체(30)를 구동하기 위한 펌프 구동 장치(31)를 설명한다. 펌프 구동 장치(31)는, 도 2에 도시된 펌프 본체(30)의 하부에 설치되어 있다. 펌프 구동 장치(31)는, 펌프 본체(30)에 설치되어 있는 플런저(37)를 소정의 타이밍(timing)으로 승강 이동시킬 수 있는 푸시로드(pushrod)(45)를 구비하고 있다. 푸시로드(45)는, 도시하지 않은 캠(cam) 등의 구동부와, 같은 도면에 도시한 스프링(46, 47)에 의해 승강 이동된다.
더욱이, 도 2에 도시된 바와 같이 펌프 본체(30)와, 펌프 구동 장치(31)를 연결하는 연결 케이스(48)에는, 드레인 포트(16)가 형성되어 있다. 이 드레인 포트(16)는, 펌프 본체(30)의 플런저(37)의 외주면과, 배럴(42)의 내주면 사이의 간극에 공급되는 물 에멀전 연료 등의 연료를 배출하기 위한 것이다.
요컨대, 연료 입구(32)에서 배출실(40)로 유입하는 물 에멀전 연료 등의 연료는, 플런저(37)의 외주면과, 배럴(42)의 내주면 사이의 간극에 공급되고, 이 간극에 공급된 물 에멀전 연료 등의 연료는, 윤활유로서의 기능을 한다. 그리고 이 간극에 공급된 연료는, 통로(50)를 통과하여 드레인실(51)로 유입하고 드레인 포트(16)에서 배출된다. 드레인 포트(16)에서 배출되는 연료 중 물 에멀전 연료는, 후술하는 바와 같이 도 1에 도시된 물 에멀전 연료 드레인 재이용 장치(12)에 의해 순환 라인(17)으로 되돌려진다.
물 에멀전 연료 드레인 재이용 장치(12)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 물 에멀전 연료 드레인 저장 탱크(52)를 구비하고 있다. 물 에멀전 연료 드레인 저장 탱크(52)는, 도 2에 도시된 연료 분사 펌프 장치(15)의 드레인 포트(16)에서 배출되는 물 에멀전 연료 드레인을 저장하기 위한 것이고, 연료 분사 펌프 장치(15)의 드레인 포트(16)는, 제1 리턴 라인(배관)(53)을 개재하여 물 에멀전 연료 드레인 저장 탱크(52)와 접속하고 있다.
그리고, 물 에멀전 연료 드레인 저장 탱크(52)는, 제2 리턴 라인(배관)(54)을 개재하여 순환 라인(17)의 리턴 챔버(28)와 접속하여 있고, 제2 리턴 라인(54)의 중간에 드레인 주입 펌프(drain charging pump)(55)가 설치되어 있다. 드레인 주입 펌프(55)는, 도시하지 않은 전기식 모터로 구동되도록 구성되어 있다.
드레인 주입 펌프(55)를 구동시킴에 따라, 물 에멀전 연료 드레인 저장 탱크(52) 내에 저장되어 있는 물 에멀전 연료 드레인을 순환 라인(17)의 리턴 챔버(28)로 되돌릴 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이 물 에멀전 연료 드레인 저장 탱크(52)에는, 제1 드레인 센서(drain sensor)(56) 및 제2 드레인 센서(57)가 설치되어 있다. 이 제1 드레인 센서(56)는, 물 에멀전 연료 드레인 저장 탱크(52) 내에 저장되어 있는 물 에멀전 연료 드레인의 양(액면)을 검출하고, 해당 물 에멀전 연료 드레인의 액면이 소정 이상으로 되었을 때에, 드레인 주입 펌프(55)를 구동시킬 수 있도록 하는 것이다. 그리고 제2 드레인 센서(58)는, 물 에멀전 연료 드레인 저장 탱크(52) 내에 저장되어 있는 물 에멀전 연료 드레인의 양(액면)을 검출하고, 해당 물 에멀전 연료 드레인의 액면이 소정 이하로 되었을 때에, 드레인 주입 펌프(55)의 구동을 정지시킬 수 있도록 하는 것이다.
이들 제1 및 제2 드레인 센서(56,57)는, 예를 들면 플로우트 스위치(float switch)로 구성되어 있지만, 이것 이외에 예를 들면 정전용량식 등으로 구성하여도 좋다. 또한, 본 실시예에서는, 제1, 2 드레인 센서(56,57)에 의해 물 에멀전 연료 드레인 저장 탱크(52) 내에 저장되어 있는 물 에멀전 연료 드레인의 액면을 검출하여 드레인 주입 펌프(55)의 구동을 제어하였지만, 이 대신에 예를 들면 물 에멀전 연료 드레인 저장 탱크(52) 내에 저장되어 있는 물 에멀전 연료 드레인의 중량을 중량 센서에 의해 계량하여 드레인 주입 펌프(55)의 구동을 제어하도록 하여도 좋다.
또한, 도 1에 도시된 물 에멀전 연료 드레인 재이용 장치(12)에는, 물 에멀전 연료 드레인 저장 탱크(52)와는 다른 통상 연료 드레인 저장 탱크(58)가 설치되어 있다. 통상 연료 드레인 저장 탱크(58)는, 연료 분사 펌프 장치(15)의 드레인 포트(16)에서 배출되는 통상 연료 드레인을 저장하기 위한 것이다. 통상 연료 드레인이란, 물이 혼합되어 있지 않은 예를 들면 순수 C 중유 등의 연료이다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이 제1 리턴 라인(53)의 중간에는, 절환부(3방향 절환 밸브)(59)가 설치되어 있다. 절환부(59)에는, 통상 연료 드레인 저장 탱크(58)가 배관(60)을 개재하여 접속하고 있다. 절환부(59)는, 연료 분사 펌프 장치(15)의 드레인 포트(16)에서 배출되는 통상 연료 드레인 및 물 에멀전 연료 드레인의 이송처를, 통상 연료 드레인 저장 탱크(58) 및 물 에멀전 연료 드레인 저장 탱크(52) 중 대응하는 저장 탱크로 절환할 수 있는 것이다.
다음에, 상기와 같이 구성된 물 에멀전 연료 드레인 재이용 장치를 구비한 기관 시스템(11)의 작용을, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다. 도 1에 도시된 기관 시스템(11)에 따르면, 제1 연료 탱크(18) 내의 연료유(예를 들면 C 중유)와, 물 탱크(19) 내의 물을 믹서(20)로 혼합하여 얻어진 물 에멀전 연료를, 순환 라인(17)으로 순환시킬 수 있다. 그리고 순환 라인(17)을 순환하는 물 에멀전 연료는, 연료 분사 펌프 장치(15)의 연료 입구(32)로 유입하고, 연료 분사 펌프 장치(15)에 의해 기관 본체(29)로 공급되어 기관 본체(29)를 구동시킬 수 있다.
다만, 연료 분사 펌프 장치(15)의 연료 입구(32)에 유입한 물 에멀전 연료 중 기관 본체(29)에 공급되지 않고 남은 물 에멀전 연료는, 연료 분사 펌프 장치(15)의 연료 출구(41)에서 유출되어 순환 라인(17)으로 되돌려진다.
또한, 연료 분사 펌프 장치(15)의 드레인 포트(16)에서 배출되는 물 에멀전 연료 드레인은, 물 에멀전 연료 드레인 저장 탱크(52)에 저장할 수 있다. 그리고, 물 에멀전 연료 드레인 저장 탱크(52)에 저장되어 있는 물 에멀전 연료 드레인을, 드레인 주입 펌프(55)에 의해 제2 리턴 라인(54)을 통하여 순환 라인(17)으로 되돌릴 수 있다.
또한, 물 에멀전 연료 드레인을 같은 같은 저장 탱크(52)에 모아 두지 않고 직접 순환 라인(17)으로 되돌리는 일을 하지 않는 것은, 해당 드레인은 대기(大氣)에 해방되는 반면 순환 라인(17)은 고압으로 유지되기 때문에, 같은 드레인을 같은 저장 탱크(52)에 저장하여 압송할 필요가 있기 때문이다.
이와 같이 본 발명에 따른 물 에멀전 연료 드레인 재이용 장치를 구비한 기관 시스템(11)에 따르면, 연료 분사 펌프 장치(15)의 드레인 포트(16)에서 배출되는 물 에멀전 연료 드레인을, 비교적 짧은 저장시간에 순환 라인(17)으로 되돌려 물 에멀전 연료로서 재이용할 수 있다.
따라서 물 에멀전 연료 드레인이 물과 C 중유로 분리되는 것이 진행되어 사용불가능하게 되기 전에, 물 에멀전 연료 드레인을 물 에멀전 연료로서 재이용할 수 있어 경제적이다. 따라서 연료인 천연자원을 유효하게 이용하는데 기여할 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이 제1 및 2 드레인 센서(56, 57)에 의하면, 물 에멀전 연료 드레인 저장 탱크(52)에 저장된 물 에멀전 연료 드레인의 액면을 검출할 수 있고, 해당 물 에멀전 연료 드레인의 양(액면)이 소정 이상으로 되었을 때에, 드레인 주입 펌프(55)를 구동시킬 수 있으므로 물 에멀전 연료 드레인 저장 탱크(52) 내에 모이는 물 에멀전 연료 드레인의 양을 관리할 수 있어 비교적 짧은 저장시간에 확실하게 순환 라인(17)으로 되돌려 물 에멀전 연료로서 재이용할 수 있다.
그리고, 도 1에 도시된 바와 같이 연료 분사 펌프 장치(15)의 드레인 포트(16)에서 배출된 물 에멀전 연료 드레인을, 제1 및 제2 리턴 라인(53, 54)을 통해 순환 라인(17)에 접속되어 있는 믹서(20)보다 상류 측에 설치된 리턴 챔버(28)로 되돌려줄 수 있으므로, 물 에멀전 연료 드레인에서 물과 C 중유의 분리가 발생하였다고 하더라도 분리 정도가 소정량 이하이면, 물 에멀전 연료 드레인을 믹서(20)로 교반하여 연료로의 품질 향상을 도모할 수 있다. 이로써, 분리가 발생한 물 에멀전 연료 드레인을 적절한 혼합 상태로 기관 본체(29)에 공급할 수 있다.
다만, 본 실시예에서는, 제2 리턴 라인(54)을 리턴 챔버(28)에 접속하여 물 에멀전 연료 드레인을 리턴 챔버(28)로 되돌렸지만, 이것 대신에 제2 리턴 라인(54)을 믹서(20)에 접속하여 물 에멀전 연료 드레인을 믹서(20)에 되돌려주어도 좋다.
또한, 도 1에 도시된 기관 시스템(11)의 사용방법으로서, 상기와 같이 제1 연료 탱크(18) 내의 연료유(예를 들면 C 중유)와, 물 탱크(19) 내의 물을 믹서(20)에서 혼합하여 얻어진 물 에멀전 연료를, 순환 라인(17)으로 순환시키도록 하여 디젤 기관(14)을 구동하고, 이때, 연료 분사 펌프 장치(15)의 드레인 포트(16)에서 배출되는 물 에멀전 연료 드레인을, 물 에멀전 연료 드레인 저장 탱크(52)에 저장하고, 물 에멀전 연료 드레인 저장 탱크(52)에 저장되어 있는 물 에멀전 연료 드레인을 드레인 주입 펌프(55)에 의해 순환 라인(17)으로 되돌리는 것을 예로서 설명하였지만, 이것 이외의 사용방법도 있다.
예를 들면, 물 탱크(19) 내의 물을 믹서(20)로 공급하지 않고 제1 연료 탱크(18) 내의 연료유(예를 들면 C 중유 등의 통상 연료)를, 순환 라인(17)로 순환시키도록 하여 디젤 기관(14)을 구동하고, 이때, 연료 분사 펌프 장치(15)의 드레인 포트(16)에서 배출되는 C 중유 등의 통상 연료를, 통상 연료 드레인 저장 탱크(58)에 저장하고, 통상 연료 드레인 저장 탱크(58)에 저장되어 있는 통상 연료 드레인을 제1 연료 탱크(18)로 되돌릴 수 있다. 다만, 연료 분사 펌프 장치(15)의 연료 입구(32)로 유입한 통상 연료 중 기관 본체(29)로 공급되지 않고 남은 통상 연료는, 연료 분사 펌프 장치(15)의 연료 출구(41)에서 유출하여 순환 라인(17)으로 되돌려진다.
이와 같이 연료 분사 펌프 장치(15)의 드레인 포트(16)에서는, 펌프 드레인으로서 물 에멀전 연료 드레인 또는 통상 연료 드레인이 배출되므로 도 1에 도시된 절환부(59)는, 드레인 포트(16)에서 배출되는 펌프 드레인(물 에멀전 연료 드레인 또는 통상 연료 드레인)을 물 에멀전 연료 드레인 저장 탱크(52) 및 통상 연료 드레인 저장 탱크(58) 중 대응하는 드레인 저장 탱크로 이송할 수 있도록 절환될 수 있다. 이로써 물 에멀전 연료 드레인이 장기간 저장되어 성상 변화를 일으키는 것을 방지할 수 있고, 다른 종류의 연료가 혼합하는 것을 방지할 수 있다.
그리고, 도 1에 도시된 물 에멀전 연료 드레인 재이용 장치(12)는, 선박용 디젤 기관 시스템(11)에 사용되고 있다. 이와 같이, 물 에멀전 연료 드레인 재이용 장치(12)를 선박용 디젤 기관 시스템(11)에 사용함에 따라 물 에멀전 연료를 사용하는 선박용 디젤 기관 시스템(11)의 보급에 공헌할 수 있어 천연자원의 유효한 이용에 기여할 수 있다.
다만, 상기 실시예에서는, 도 1에 도시된 바와 같이 제1 연료 탱크(18) 내의 연료유(예를 들면 C 중유)와, 물 탱크(19) 내의 물을 믹서(20)로 혼합하여 얻어진 물 에멀전 연료를 순환 라인(17)으로 순환시키도록 하였지만, 이에 더하여 제1 연료 탱크(18) 내의 연료유(예를 들면 A 중유)와, 물 탱크(19) 내의 물과, 도시하지 않은 첨가제 탱크 내의 첨가제(예를 들면 계면활성제)를 믹서(20)로 혼합하여 얻어진 A 중유를 포함하는 물 에멀전 연료를, 순환 라인(17)으로 순환시킬 수 있도록 하여도 좋다.
이와 같이 하였을 경우에는, 연료 분사 펌프 장치(15)의 드레인 포트(16)에서 배출되는 A 중유를 포함하는 물 에멀전 연료 드레인을 저장하기 위한 A 중유용 물 에멀전 연료 드레인 탱크를 별도로 준비하고, 드레인 탱크에 저장된 A 중유를 포함하는 물 에멀전 연료 드레인을 다른 드레인 주입 펌프에 의해 리턴 챔버(28)로 되돌리도록 한다.
마찬가지로, 통상 연료로서 C 중유와는 다르게 A 중유를 사용할 경우에는, 도 1에 도시된 통상 연료 드레인 탱크(58)와는 다른 A 중유용 드레인 탱크를 준비하고, A 중유용 드레인 탱크에 A 중유 드레인을 저장하도록 하여도 좋다.
또한, 통상 연료 드레인 탱크(58)에 저장된 C 중유 등의 통상 연료는 소정량 저장되었을 때에, 제1 연료 탱크(18)로 되돌려져 사용된다.
또한, 상기 실시예에서는, 본 발명을 디젤 기관에 적용하였지만, 이것 이외의 내연 기관에도 적용할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 따른 물 에멀전 연료 드레인 재이용 장치를 구비한 기관 시스템은, 연료 분사 펌프 장치의 드레인 포트에서 배출되는 물 에멀전 연료 드레인을, 비교적 짧은 저장시간에 순환 라인으로 되돌려 물 에멀전 연료로서 재이용할 수 있는 우수한 효과를 가지며, 이와 같은 물 에멀전 연료 드레인 재이용 장치를 구비한 기관 시스템에 적용하는데 적합하다.
11: 기관 시스템
12: 물 에멀전 연료 드레인 재이용 장치
13: 연료 공급 장치
14: 디젤 기관
15: 연료 분사 펌프 장치
16: 드레인 포트
17: 순환 라인
18: 제1 연료 탱크
19: 물 탱크
20: 믹서
21, 25, 27: 히터
22: 연료 공급 라인
23, 26: 체크 밸브
24: 물 공급 라인
28: 리턴 챔버
29: 기관 본체
30: 펌프 본체
31: 펌프 구동 장치
32: 연료 입구
33, 38, 50: 통로
34: 밸브실
35: 제어 밸브
36: 공급실
37: 플런저
39: 토출구
40: 배출실
41: 연료 출구
42: 배럴
43: 펌프 케이스
44: 헤드
45: 푸시로드
46, 47: 스프링
48: 연결 케이스
51: 드레인실
52: 물 에멀전 연료 드레인 저장 탱크
53: 제1 리턴 라인
54: 제2 리턴 라인
55: 드레인 주입 펌프
56: 제1 드레인 센서
57: 제2 드레인 센서
58: 통상 연료 드레인 저장 탱크
59: 절환부
60: 배관

Claims (5)

  1. 연료유와 물을 믹서로 혼합하여 얻어진 물 에멀전 연료가 순환되는 순환 라인과,
    상기 순환 라인에 접속되어, 상기 순환 라인에서 물 에멀전 연료가 공급되는 연료 입구 및 물 에멀전 연료를 상기 순환 라인으로 되돌리기 위한 연료 출구를 구비한 연료 분사 펌프 장치와,
    상기 연료 분사 펌프 장치에 의해 물 에멀전 연료가 공급되는 기관 본체와,
    상기 연료 분사 펌프 장치의 드레인 포트에서 배출되는 물 에멀전 연료 드레인을 저장하기 위한 물 에멀전 연료 드레인 저장 탱크와,
    상기 물 에멀전 연료 드레인 저장 탱크에 저장되어 있는 물 에멀전 연료 드레인을 상기 순환 라인으로 되돌리기 위한 리턴 라인 및 상기 리턴 라인에 접속되어 있는 드레인 주입 펌프를 구비하는 것을 특징으로 하는 물 에멀전 연료 드레인 재이용 장치를 구비한 기관 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 리턴 라인은, 물 에멀전 연료 드레인을 상기 순환 라인에 접속되어 있는 상기 믹서 또는 상기 믹서보다 상류 측으로 되돌려주도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 물 에멀전 연료 드레인 재이용 장치를 구비한 기관 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 순환 라인에는, 물이 혼합되어 있지 않은 통상 연료 및 물 에멀전 연료 중 소망하는 연료가 순환되고,
    상기 연료 분사 펌프 장치는, 상기 순환 라인을 순환하는 물이 혼합되어 있지 않은 통상 연료 또는 물 에멀전 연료를 상기 기관 본체로 공급할 수 있고,
    상기 연료 분사 펌프 장치의 드레인 포트에서 배출되는 통상 연료 드레인을 저장하기 위한 통상 연료 드레인 저장 탱크와,
    상기 연료 분사 펌프 장치의 드레인 포트에서 배출되는 통상 연료 드레인 및 물 에멀전 연료 드레인의 이송처를, 상기 통상 연료 드레인 저장 탱크 및 상기 물 에멀전 연료 드레인 저장 탱크 중 대응하는 저장 탱크로 절환할 수 있는 절환부를 더 구비한 것을 특징으로 하는 물 에멀전 연료 드레인 재이용 장치를 구비한 기관 시스템.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 물 에멀전 연료 드레인 저장 탱크에 저장된 물 에멀전 연료 드레인의 양을 검출하고, 해당 물 에멀전 연료 드레인의 양이 소정량 이상으로 되었을 때에, 상기 드레인 주입 펌프를 구동시키기 위한 드레인 센서를 더 구비한 것을 특징으로 하는 물 에멀전 연료 드레인 재이용 장치를 구비한 기관 시스템.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 기관 본체가 디젤 기관 본체인 것을 특징으로 하는 물 에멀전 연료 드레인 재이용 장치를 구비한 기관 시스템.
KR1020127016212A 2010-03-01 2011-02-24 물 에멀전 연료 드레인 재이용 장치를 구비한 기관 시스템 KR101319963B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2010-044427 2010-03-01
JP2010044427A JP4897064B2 (ja) 2010-03-01 2010-03-01 水エマルジョン燃料ドレンの再利用装置付き機関システム
PCT/JP2011/001061 WO2011108233A1 (ja) 2010-03-01 2011-02-24 水エマルジョン燃料ドレンの再利用装置付き機関システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120084814A KR20120084814A (ko) 2012-07-30
KR101319963B1 true KR101319963B1 (ko) 2013-10-21

Family

ID=44541903

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020127016212A KR101319963B1 (ko) 2010-03-01 2011-02-24 물 에멀전 연료 드레인 재이용 장치를 구비한 기관 시스템

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP2543869B1 (ko)
JP (1) JP4897064B2 (ko)
KR (1) KR101319963B1 (ko)
CN (1) CN102762845B (ko)
DK (1) DK2543869T3 (ko)
WO (1) WO2011108233A1 (ko)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105531356B (zh) * 2013-08-29 2017-06-30 独立行政法人水产大学校 水混合燃料生成装置
WO2016026496A1 (en) * 2014-08-21 2016-02-25 A.P. Møller - Mærsk A/S Fuel system for marine vessels
CN105020028A (zh) * 2015-07-08 2015-11-04 中国航空工业集团公司沈阳发动机设计研究所 一种模块式在线乳化油系统及方法
DE102015220326A1 (de) * 2015-10-19 2017-04-20 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur Bereitstellung von Wasser und Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer elektrischen Pumpe zur Bereitstellung von Wasser für die Einspritzung in einen Brennraum eines Motors
CN108049988A (zh) * 2017-09-07 2018-05-18 同济大学 一种废热回收高温油水混合喷射的汽油机结构
CN108049986A (zh) * 2017-09-07 2018-05-18 同济大学 一种废热回收高温油水混合喷射的柴油机结构
DE102019104646A1 (de) * 2018-02-26 2019-08-29 Adelheid Holzmann Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine, eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine und eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Emulsion
DE102018209137A1 (de) * 2018-06-08 2019-12-12 Robert Bosch Gmbh Brennkraftmaschine mit Wassereinspritzsystem mit verbessertem Einfrierschutz
JP7228355B2 (ja) * 2018-09-21 2023-02-24 株式会社ジャパンエンジンコーポレーション 舶用内燃機関
DE102018129954A1 (de) 2018-11-27 2020-05-28 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Mischvorrichtung für ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Verbrennungskraftmaschine
DE102021100971A1 (de) 2021-01-19 2022-07-21 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Brennkraftmaschine, Fahrzeug und Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06159149A (ja) * 1992-11-25 1994-06-07 Techno Bio Kk エマルジョン燃料供給装置
JP2002535558A (ja) 1999-01-28 2002-10-22 スプリテックス テクノロジーズ インコーポレイテッド 燃焼機関用燃料混合物の生成方法及び装置
JP2003254107A (ja) 2002-02-27 2003-09-10 S & S Engineering:Kk ディーゼル・エンジンの排気浄化装置
JP2009079071A (ja) 2007-09-25 2009-04-16 Toshiba Plant Systems & Services Corp エマルジョン燃料製造システム及び方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5858562B2 (ja) * 1980-10-13 1983-12-26 スタ−エンジニアリング アプリケ−シヨンズ リミテツド 燃料混合装置
JPH08200163A (ja) * 1995-01-26 1996-08-06 Techno Bio Kk ディーゼルエンジンの燃料供給装置
JP3615260B2 (ja) * 1995-03-07 2005-02-02 川崎重工業株式会社 ディーゼル機関の燃料供給装置
EP0742363B1 (de) * 1995-05-10 2000-07-12 Wärtsilä NSD Schweiz AG Verfahren und Vorrichtung zum Mischen und Fördern einer Emulsion für eine Dieselbrennkraftmaschine
DE19609800C1 (de) * 1996-03-13 1996-11-21 Mtu Friedrichshafen Gmbh Brennstoffeinspritzsystem für Emulsionsbetrieb
JP4208349B2 (ja) * 1999-06-29 2009-01-14 ナブテスコ株式会社 エマルジョン燃料給油装置
JP4164595B2 (ja) 2000-06-22 2008-10-15 株式会社エス・アンド・エスホールディングス エマルション燃料供給システム

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06159149A (ja) * 1992-11-25 1994-06-07 Techno Bio Kk エマルジョン燃料供給装置
JP2002535558A (ja) 1999-01-28 2002-10-22 スプリテックス テクノロジーズ インコーポレイテッド 燃焼機関用燃料混合物の生成方法及び装置
JP2003254107A (ja) 2002-02-27 2003-09-10 S & S Engineering:Kk ディーゼル・エンジンの排気浄化装置
JP2009079071A (ja) 2007-09-25 2009-04-16 Toshiba Plant Systems & Services Corp エマルジョン燃料製造システム及び方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP2543869A4 (en) 2014-06-04
JP2011179403A (ja) 2011-09-15
WO2011108233A1 (ja) 2011-09-09
CN102762845A (zh) 2012-10-31
EP2543869A1 (en) 2013-01-09
EP2543869B1 (en) 2017-09-06
JP4897064B2 (ja) 2012-03-14
DK2543869T3 (en) 2017-10-23
CN102762845B (zh) 2014-10-29
KR20120084814A (ko) 2012-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101319963B1 (ko) 물 에멀전 연료 드레인 재이용 장치를 구비한 기관 시스템
JP2007285235A (ja) ディーゼルエンジンの燃料供給装置
JP2008008152A (ja) ジメチルエーテル用ディーゼルエンジン
JP2014122633A (ja) 燃料供給装置及びその運転方法
JP6435912B2 (ja) 燃料タンクシステム
JP5922085B2 (ja) 燃料供給装置及びその運転方法
US20160245217A1 (en) Fuel supply device and control method
EP2664771A1 (en) Multi-fuel operation of an internal combustion engine
JP2007120423A (ja) 低沸点燃料用の燃料供給装置
KR102531804B1 (ko) 선박용 내연 기관
EP3483403B1 (en) Lubrication arrangement for a large diesel engine
KR101345951B1 (ko) 플래시 방지 장치를 가진 연료 공급 장치
KR101757514B1 (ko) 연료 분사 시스템, 실린더 헤드 조립체, 및 적어도 하나의 연료 분사기에서 연료 온도를 조절하는 장치와 방법
JP4305304B2 (ja) エンジンの燃料供給装置
JP6022986B2 (ja) 燃料供給システム
KR20120096100A (ko) 연료 펌프의 내부에 침전물의 형성을 방지하기 위한 퍼지 방법 및 시스템
JP2011058462A (ja) 燃料噴射装置
KR20160124945A (ko) 선박용 디젤 엔진 시스템 및 그 제어방법
JP2007327447A (ja) ブローバイガス処理装置
JP2007032288A (ja) 燃料残量検出装置及び燃料残量検出方法
JP2008231997A (ja) 内燃機関の燃料循環システム
JPS601370A (ja) 燃料噴射弁の冷却装置
JP2011122497A (ja) 内燃機関の燃料供給装置
JP2006214372A (ja) 軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジン

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160921

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170919

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180918

Year of fee payment: 6